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Caractérisation physico-chimique et microbiologique des margines d’une huilerie moderne située dans la ville de Meknès, Maroc

30 janvier 2020 Paru dans le N°428 à la page 97 ( mots)
Rédigé par : F. ALLALAT, M. SLAOUI et K. BROUZI de Centre CERNE2D (Eau Ressources Naturelles Envir...

Les industries d’extraction de l’huile d’olive génèrent une importante quantité de sous-produits et de résidus (grignon et margines) appelant une gestion spécifique, afin de minimiser ou atténuer ses nuisances, et ainsi valoriser et exploiter leur richesse. Le grignon, représente la fraction solide, provenant de pulpe et du noyau de l’olive. Ce déchet est généralement recyclé dans différents domaines, notamment le compostage, la production d’énergie, aliments pour le bétail… Les margines représentent la fraction liquide provenant des eaux de végétations et des eaux ajoutées aux procédés d’extraction. Ces eaux restent difficiles à traiter, vue leur acidité et leur forte charge polluante. Le but de notre étude est la caractérisation physico-chimique et microbiologique des margines issus d’une huilerie moderne certifiée bio située dans les environs de la ville de Meknès-Maroc. Les analyses des paramètres physicochimiques ont montré que les margines sont riches en matière organique exprimée en termes de DBO et DCO. Elles contiennent 4,2?g/l des sucres totaux et 7,8?g/l des phénols totaux avec un pH acide de l’ordre de 4,6. La conductivité, la matière grasse, la fraction organique et minérale, les matières volatiles, ont aussi été déterminées. La qualité microbiologique de ces margines est évaluée par la détermination de la charge microbienne?: Flore Mésophile Aérobie Totale (FMAT) qui est de l’ordre de 309 UFC/ml?; Bactéries Lactiques estimées à 302 UFC/ml, Coliformes?; Staphylocoques?; Levures et Moisissures ainsi que Pseudomonas.

La production de l’olivier se focalise dans les pays méditerranéens notamment l’Espagne, Italie, Grèce, Turquie, Syrie, Tunisie et Maroc (COI ; 2001). Cette production représente 94 % de la production mondiale. Le Maroc est le 6ème producteur mondial d’huile d’olive et le 2ème producteur pour l’olive de conserve (I. El Mouhtadi et al ; 2014).
Le secteur oléicole connaît actuellement un accroissement de la superficie des oliviers qui est passé de 763.000 ha en 2007/08 à 933.475 ha en 2012/2013. Le Plan Maroc Vert a fixé comme objectif l’atteinte de 1,2 millions d’hectares de superficie plantée à l’horizon de 2020.
Le secteur oléicole Marocain se divise en deux parties principales, à savoir :
L’huile d’olive, qui représente environ 75 % de la production destinée généralement pour le marché national.
Les olives de table représentent 25 % de la production totale, la production est principalement destinée à l’exportation (Ministère de l’Agriculture et de la Pêche Maritime- Direction de la Stratégie et des Statistiques ; 2013).
La production de l’huile d’olive génère des margines dans des qualités et quantités qui varient selon la variété de l’olivier (Beranzoli et al ; 2013), le type des unités modernes, semi-modernes ou traditionnelles (Maâsras) et le système de trituration à presse ou à centrifugation (Ministère de l’Agriculture et de la Pêche Maritime ; 2006).
Pour développer la filière oléicole et rester concurrentiel sur le marché, il est impératif de restructurer et moderniser la production de l’huile d’olive, en utilisant des technologies de trituration appropriées afin d’obtenir une huile de bonne qualité avec un minimum d’impact sur l’environnement et à moindre coût.
Dans cette étude, nous avons essayé d’évaluer la qualité physico-chimique et microbiologique des effluents d’une unité de trituration d’olives afin de déterminer son degré de pollution et sa richesse en polyphénols, matière organique et minérale.

Matériels et méthodes

Site d’étude (Beranzoli et al ; 2013)
La région de Meknès occupe une vaste superficie géographique recouvrant une très grande diversité de milieux physiques et de conditions climatiques. Elle est limitée au nord par la préfecture de Sidi kacem, au sud par la province d’El Hajeb, à l’Ouest par la région de Khémissat et à l’Est par la région de Fès. Elle s’étend sur une superficie de 1.786 km².
L’agriculture constitue l’activité principale de la région, dont l’olivier occupe une superficie de 25.600 ha assurant une production de 1.200 tonnes d’huile d’olive, soit 15 % de la production nationale, et de 22.800 tonnes d’olive de table, représentant 19 % de la production nationale.
La production de l’huile d’olive est représentée par un secteur traditionnel qui regroupe environ 87 unités traditionnelles et un secteur moderne englobant 53 unités.
Échantillonnage
Nos margines sont prélevés auprès d’une huilerie moderne à trois phases équipée d’un système continu avec deux centrifugeuses : une pour la séparation des grignons et des huiles plus les margines, tandis que l’autre permet la séparation des huiles et des margines. Les trois produits obtenus sont : les grignons, les huiles et les margines.
Pour éviter toute modification des paramètres physico-chimiques et microbiologiques des margines, nous avons prélevé les échantillons dans des flacons stériles et opaques, directement de la sortie de centrifugeuse qui sépare les huiles et les margines au cours de la production.
Les flacons sont transportés dans une glacière vers le laboratoire des analyses, et sont conservés dans le réfrigérateur à 4 °C.
Les olives triturées sont de variété Picholine marocaine dont les caractéristiques sont les suivantes : (COI ; 2012)
  • Adaptation aux sols et aux conditions climatiques de tout le pays,
  • Rustique et présente une capacité rhizogène moyenne,
  • Partiellement autocompatible et présente un pourcentage d’avortement ovarien moyen,
  • Caractérisée par une entrée en production et une floraison intermédiaire,
  • Produit un pollen abondant,
  • Utilisée comme porte-greffe pour la Picholine Languedoc vue sa résistance à la sécheresse.
  • Séparation facile de pulpe et du noyau,
  • Excellente qualité de l’huile extraite, avec une teneur élevée en acide oléique,
  • Caractérisée par une grande résistance à la congélation (elle conserve sa fluidité jusqu’à -12 °C), d’où son utilisation pour les produits en conserve.

Détermination des paramètres physico-chimiques

  • pH : La mesure du pH a été évaluée à l’aide d’un pH-mètre étalonné avec des solutions tampon des pH = 4,7,10
  • MES : Le taux des matières en suspension est déterminé, par filtration d’un volume de l’échantillon sur une membrane de 0,45 µm de diamètre des pores, la teneur des MES en g/l, est calculé par différence de poids entre le filtre vide et le filtre après séchage à l’étuve à 105 °C pendant 24h (AFNORT T90-105).
  • MS : La matière sèche est l’ensemble des matières dissoutes et non dissoutes dans les margines. Elle est déterminée par évaporation d’un volume de l’échantillon dans un bécher à 105 °C pendant 24 h le résultat est exprimé en g/l, en faisant la différence de poids obtenus et le poids initial.
  • MV : Les matières volatiles sont exprimées en g/l en faisant la différence de poids entre la matière sèche obtenue par évaporation et le résidu des cendres obtenu par calcination à 550 °C pendant 2 h.
  • MO : La matière organique est la différence de poids entre la matière sèche la matière et la matière minérale obtenue par calcination à 550 °C.
  • MM : La matière minérale représente la fraction minérale obtenue par calcination complète de la matière sèche à 550 °C pendant 2 h.
  • Matières Grasses (MG) : La détermination des matières grasses a été basée sur la technique de chloroforme et du méthanol décrite par (Aissam. H ; 2003).
  • DCO : La demande chimique en oxygène exprime la quantité d’oxygène nécessaire pour l’oxydation totale de la matière organique des margines donnée en go2/l. La DCO a été déterminée par la méthode d’oxydation à 105 °C pendant 2 h, en utilisant un oxydant fort (le dichromate de potassium) en milieu acide (H2SO4) et en présence de sulfate d’argent considéré comme catalyseur ainsi le sulfate de mercure comme complexant des chlorures. En fin d’oxydation, la DCO de nos échantillons est mesurée par un spectrophotomètre UV/Visible à une longueur d’onde de 620 nm.
  • DBO5 : La détermination de DBO5 a été basée sur la méthode respirométrique dans des enceintes thermostatées à 20 °C, en obscurité pendant 5 jours selon (AFNORT, T 90-103),
  • Conductivité (CE) : La conductivité électrique est mesurée par un con-ductimètre multi-paramètres de type CONSORT C831, exprimée en µs/cm.
  • Sucres totaux (ST) : Le principe a été basé sur la méthode de l’acide dinitrosalicylique (DNS) (Miller ; 1959), les margines sont diluées au 1/3, après préparation des réactifs et des margines nous avons effectué la lecture par un spectrophotomètre à une densité optique de 530 nm. La concentration des sucres totaux est déterminée à partir de courbe d’étalonnage d’une solution mixte de glucose et de fructose.
  • Polyphénols (PT) : Les phénols totaux sont déterminés par la technique colorimétrique de FolinCiocalteu décrite par (Barlocher et al ; 2005). La concentration est déduite à partir d’une courbe d’étalonnage à une densité optique de 760 nm donnée par un spectrophotomètre.

Détermination des paramètres microbiologiques

Préparation des dilutions
Nous avons procédé à une série de dilutions en cascade dans l’eau physiologique stérile dans des tubes à essais à partir de la dilution 10-1 jusqu’à la dilution 10-6.
Nous avons prélevé 1 ml de l’échantillon, effectué une homogénéisation, mis dans 9 ml d’eau physiologique stérile. 1 ml de chaque dilution est déposé dans trois boites de Pétri stériles puis on verse environ 15 ml à 20 ml du milieu gélosé stérile. Après homogénéisation des boites par agitation manuelle, elles sont incubées en étuve. Les boites, dont le nombre de colonies est compris entre 30 et 300, sont retenues pour le dénombrement. Les essais sont répétés 3 fois et les résultats sont exprimés en UFC/ml [Unités Formant Colonies].
  • FMAT
    La flore mésophile aérobie totale, donne une idée sur la charge bactérienne globale, nous avons procédé au dénombrement de cette charge sur un milieu PCA (Plate Count Agar), incubé à 37 °C pendant 48 h.
  • Coliformes totaux et fécaux
    Le dénombrement des coliformes totaux et fécaux, est effectué sur un milieu EMB (Eosine Méthylène Bleu), après incubation de 48 h à 37 °C pour les coliformes totaux et à 44 °C pour les coliformes fécaux.
  • Staphylocoques
    ls font partie du groupe des patho-gènes. Leur recherche est effectuée sur un milieu Chapman après incubation à 37 °C pendant 48 h.
  • Bactéries Lactiques
    La recherche et le comptage des bactéries lactiques est fait généralement sur un milieu MRS (Man Rogosa Sharpe, Difco, Detroit, États-Unis), après incubation à 30 °C pendant 24 h.
  • Levures et Moisissures
    La recherche des levures et des moisissures est faite sur le milieu (Sabouraud Chloramphénicol Agar), après incubation pendant 48 h à 30 °C pour les levures, et 5-7 jours pour les moisissures.
  • Pseudomonas
    Le dénombrement des Pseudomonas est fait sur le milieu Pseudomonas Agar, suivi d’une incubation à 37 °C pendant 24 h.

Résultats et discussion

Paramètres physico-chimiques
D’après les résultats du tableau 1, nous avons constaté que nos margines sont très acides, leur pH est de l’ordre de 4,6. Cette valeur se situe dans la gamme des pH trouvés dans les recherches et études sur les margines (Bouknana et al ; 2014). Ce résultat est proche des valeurs obtenues par (Esmail et al ; 2014), (Ouabou et al ; 2014), (ONEP ;1999). Ces valeurs de pH faibles sont dues à la richesse des margines en acides organiques (acides phénoliques, acides gras, etc). Nos margines sont riches en matières minérales, ces éléments dépendent du type de sol, ainsi le fruit est riche en sels minéraux (Levi-Minzi et al ; 1992). Le taux des matières minérales s’explique également par la conductivité de nos margines, estimée à (16,70 µs/cm). La fraction organique est très élevée, ce taux appartient à la fourchette des matières organiques obtenues par plusieurs auteurs (Assas et al ; 2002). La valeur des phénols totaux se situe dans la gamme des résultats trouvés par (Kissi et al ; 2001), (Fountoulakis et al ; 2002), (Khoufi et al ; 2008), (Zenjari ; 2001). L’augmentation de ces composés phénoliques dans les margines dépend généralement de la variété de l’olivier (Picholine marocaine) et du système de trituration utilisé (trituration à trois phases). Ce procédé consomme beaucoup d’eau et génère des margines avec un taux des phénols élevé (Ministères de l’Agriculture et de la Pêche Maritime ; 2006). Les MES, MS et MV leurs teneurs sont très élevées par rapport aux teneurs obtenues par (Esmail et al ; 2014), (Zaier et al ; 2017), du fait que nos margines sont homogènes et prélevés directement du séparateur huile-margines avant que les margines soient stockées dans les bassins d’évaporation, ceci a permis de montrer le rôle de ces bassins : la décantation des MES et l’échappement des MV. Les Sucres Totaux (ST) sont aussi remarquables, leur présence est liée à la solubilisation des sucres dan l’eau ajoutée au moment de la centrifugation pour séparer les huiles et les margines. Les matières grasses (MG) sont 2 à 3 fois supérieures à celles trouvées par (Esmail ; 2014). Cette augmentation est due aux traces des huiles rejetées dans les margines, vu que le producteur ne procède pas au raffinement des margines afin d’éviter le gaspillage d’électricité et d’eau pendant l’extraction des huiles. Les résultats de la DCO, la DBO5 et les MES, sont supérieurs aux valeurs limites de rejets des huileries établies par l’International Finance Corporation (IFC ; 2006). Les valeurs de DCO et DBO5 appartiennent à la fourchette des résultats des 9 échantillons effectués par l’Office National de l’Eau Potable (ONEP ; 1999).
Paramètres microbiologiques
(FMAT : Flore Mésophile Aérobie, CT : Coliformes Totaux, CF : Coliformes Fécaux, SF : Streptocoques Fécaux, St : Staphélocoques, B.L : Bactéries Lactiques, L&M : Levures et Moisissures, Ps : Pseudomonas).
L’analyse microbiologique montre des valeurs faibles et négligeables pour certains germes, en comparaison avec d’autres rejets des industries agroalimentaires, vu que les margines sont considérés comme milieu antibactérien présentant des conditions défavorables pour la croissance des germes (pH, composés phénoliques, acides gras, sels minéraux…). Ainsi, nous pouvons confirmer que la présence des polyphénols dans les margines sont considérés comme substances inhibitrices des bactéries, ce qui montre que le pouvoir d’autoépuration des margines reste faible (Ghedadba et al ; 2015). La charge bactérienne (FMAT) est assez limitée par rapport aux résultats trouvés par Esmail et al (2014). Ce résultat est tributaire des conditions d’échantillonnage. Généralement, les chercheurs prélèvent leurs échantillons auprès des bassins de stockage des margines, alors que dans notre cas, nous les avons prélevés directement au niveau du rejet de la centrifugeuse de l’huilerie.

La présence des bactéries lactiques révèle leur résistance en milieu acide. Elles peuvent se développer même à un pH inférieur à 4.

L’absence des bactéries d’origine fécale (Coliformes totaux, fécaux et streptocoques fécaux), se traduit par l’hygiène au sein de cette unité de trituration qui est moderne par rapport aux unités traditionnelles (Maâsras), à cause du procédé utilisé pour la presse des olives et qui peut représenter une source potentielle de contamination du produit (ONUD ; 2007).
Les résultats des germes fécaux sont similaires aux résultats trouvés par (Zaier et al ; 2017). L’absence de ces germes peut être expliquée par la présence des éléments inhibiteurs de leur croissance.

Conclusion

Le rejet direct et sans traitement préalable des margines dans le milieu récepteur, présente un effet négatif sur l’environnement. En effet, les analyses physico-chimiques et microbiologiques des margines issus d’une huilerie moderne certifiée bio située dans les environs de la ville de Meknès-Maroc, montrent que c’est un effluent acide fortement polluant et nuisible, son traitement par voie biologique est difficile, du fait de l’absence des conditions nécessaires pour le développement des micro-organismes. Le rapport DCO/DBO5 nous a renseigné sur leurs charges organiques élevées et leurs teneurs en matières polluantes partiellement biodégradables, ce qui exige un traitement spécifique convenable pour réduire ces matières selon les normes de la réglementation environnementale en vigueur.
Ajoutons également que ces margines sont riches en matières organique, minérale, en éléments phénoliques et sucres totaux, avec une qualité microbiologique supérieure par rapport aux rejets liquides domestiques et agroindustriels. Cette richesse nous permet de conclure que ces margines ne présentent aucun problème pour la santé humaine. Nous pouvons donc exploiter et valoriser ces éléments pour fertiliser les sols ou comme aliments pour le bétail tout en assurant une économie circulaire et un développement durable.